自动扶梯设计中导轨与支架的优化

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：重载型自动扶梯的导轨和支架需要作强化设计，以应对大客流的负载和在紧急情况下作为固定楼梯使用，以及不小于20年的工作寿命。卸载导轨宜采用非金属材料，且应便于调节。图11-3-36 卸载导轨5.导轨支架导轨支架应有足够的强度和刚度，表面热镀锌，锌层平均厚度不小于50μm。导轨支架的布置间距应满足导轨挠度的要求。

重载型自动扶梯的导轨和支架需要作强化设计，以应对大客流的负载和在紧急情况下作为固定楼梯使用，以及不小于20年的工作寿命。同时还要对梯级具有可靠的横向限位作能。

1.导轨的材料厚度与刚度

关于导轨的材料厚度与刚度，在第五章已经有详细介绍。对于重载型自动扶梯则需要在普通扶梯的通用设计基础上加以加强，同时考虑导轨在工作中的工作寿命，因此对材料厚度和刚度都需要有要求：

（1）导轨材料厚度一般要求主轨型材厚度不小于5mm，返回轨不小于3mm。

（2）导轨刚度对支架的间距需要作导轨挠度核算。一般要求在5000N/m²的静载条件下，导轨的弯曲量一般应控制在不大于1mm，且不能有永久变形。

对导轨的刚度要求也可借鉴法国的做法：在法国F87-011《铁路固定设备—自动扶梯及自动人行道的使用、安装及制造准则》中，要求导轨在两个固定点之间，在每个梯级施加5000N/m²的载荷条件下，其挠度不能超过1/1500，当载荷消失时，不能有剩余的变形。

2.导轨的表面处理

为使导轨具有20年以上的工作寿命，重载型自动扶梯的导轨需要作热镀锌处理。由于冷轧后再作热镀锌处理导轨会变形，且镀层的平整性难以达到要求，因此一般应采用热镀锌钢板冷轧成形，锌层的厚度一般在25μm左右。

如果导轨采用钢板冷轧成形之后，再作热镀锌加工，则必须采取有效的工艺措施，确保导轨的几何精度和工作面的镀层平整。此时锌层的厚度一般不小于50_μm。

3.主轨类型及对梯级的横向限位

主轮工作导轨的选用必须保证对梯级具有可靠的横向限位作用，梯级在运行中的偏摆一般应控制在不大于0.5mm。常用主导轨的截面形状如图11-3-31所示。

图11-3-31 常用主导轨的截面形状

（1）单侧带挡边主轨如图11-3-31a所示，又称为L形轨，分左右两侧布置，挡边对梯级滚轮起到横向限位作用，从而限制梯级的左右偏摆，这是在重载型自动扶梯上最常用的主轨结构。

（2）双侧带挡边的主轨如图11-3-31b所示，又称为U形轨，可以同时限制梯级的左右移动（如图11-3-32所示），一般另一侧布置的是矩形轨。

图11-3-32 U形轨

（3）矩形主轨如图11-3-31c所示，导轨对梯级没有横向限位作用，此时需要采取专门的限位措施，常见的有以下两种：

1）设专用限位导轨：图11-3-33所示是一种限位导轨，用低摩擦复合材料制造，卡在梯级链链板中间，在一侧梯级链路上全程铺设，能有效限制梯级链在运动中的左右摆动，从而保证梯级在运行中不会摩擦围裙板，且左右间隙保持恒定。梯级与围裙板之间的间隙可保持小于3mm，并且两侧对称处的间隙总和小于6mm（国标规定是不大于7mm），从而能将异物进入间隙的可能性降到最低，提高自动扶梯的安全性。

图11-3-33 梯级链限位导轨

2）在梯级的两个侧面安装尼龙块：在梯级的两个侧面安装尼龙块，以尼龙块与围裙板间的接触来限制梯级的横向摆动。这种方法结构简易，但在使用中暴露有如下问题：

①梯级的运动中，尼龙块与围裙板常会发生摩擦发出噪声，需要定期在围裙板侧加润滑油；②尼龙块的磨损会导致梯级横向偏摆增大，如一侧间隙夹入了异物，梯级就会向另一侧挤压围裙板，围裙板的弹性变形往往导致夹入异物一侧间隙增大。③当尼龙块发生磨损，梯级在运行中横向偏摆增大。梯级在通过水平导轨与下部转向导轨接口处时，由于此时梯级轮只能在一半宽度的导轨面上通过，如果此时接口处由于梯级链的磨损，转向导轨的后移而出现较大缺口时，梯级滚轮就有可能陷入缺口。

图11-3-34是一台尼龙块限位结构的自动扶梯梯级轮陷入缺口情况的现场情况。图11-3-35是该台自动扶梯梯级下陷导致乘客的鞋被夹入梳齿的现场情况。